中国地质大学（北京） 海洋学院 第四纪地质学
第六章 冰川和冻土地貌与堆积物
一、冰冻圈的定义及研究冰冻圈的意义
1、定义：它由在一定低温条件下固态水冰川、冰盖、积雪、海冰、河湖冰等以及地下冰掺杂的多年冻土、季节冻土等组成的特殊圈层。
2、研究意义：（重点）
1）、冰雪圈虽是气候的产物，但一经生成，又对气候有重要的反馈作用，成为气候形成的重要因子。
2）、冰冻圈与大气圈、水圈、岩石圈和生物圈共同构成地球系统五大圈层 3）、气候系统变化的灵敏的指示器（冰川末端进退、厚度增减、面积扩缩可反映气候变化状况）
4）、冰冻圈是古气候和古环境的重要信息库，储存有很多气候与环境变化的信息。 5）、冰川是宝贵的淡水资源。 6）、冰雪灾害妨碍交通、旅游的发展，危害工农业生产。
二、冰川的地理、形态分类（了解）
1、地理分类：
大陆冰川（大陆冰盖）：主要是指南极冰盖和格陵兰冰盖两大冰盖。它们占地球上冰川总面积的97%，总体积的99%。
山地冰川：主要分布在地球中、低纬度的山地上，其中亚洲山区的冰川数量最多。山地冰川由于受到发育地形的限制，在空间上表现形态各异，规模大小不等。
2、形态分类
主要是指山地冰川，根据形态特征可分为山谷冰川、悬冰川、冰斗冰川、平顶冰川或冰帽、再生冰川、山麓冰川以及多年雪堆（或雏冰川）。山谷冰川——指从粒雪盆伸入谷地的长大冰舌，其长度一般应超过粒雪盆的长度，大型山谷冰川的冰舌可达数公里至数十公里，是山地冰川中发育最成熟的类型，具有山岳冰川的全部功能，为冰川研究的重点对象。主要分为以下几个亚类：(1)单式山谷冰川；(2)复式山谷冰川；(3)树枝状山谷冰川；(4)溢出山谷冰川。
三、第四纪冰川地质作用（了解）
1、五大冰盖：南极洲冰盖；格陵兰冰盖；斯堪的纳维亚冰盖；北美劳伦泰冰盖；西伯利亚冰盖。
2、中国东部和阿尔卑斯地区的冰期划分；
中国东部划分为几个冰期：鄱阳冰期、大姑冰期、庐山冰期。（后人在庐山冰期之上增加了大理冰期）证据：大坳冰斗、王家坡―U‖形谷、漂砾。
庐山冰期(Q3)：分布于山上，黄色泥砾，砾石擦痕少，近源，冰蚀地形保存完好。
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大姑冰期(Q2)：山上、山下均有，红色泥砾，冰蚀、冰碛地形均有保存。 鄱阳冰期(Q1)：分布于山下，山麓冰川，绛紫色泥砾，冰碛物坚硬。 阿尔卑斯地区的冰期分为：贡兹冰期（Günz，简写为G，下同）； 民德冰期（Minddle，M）；里斯冰期（Riss，R）；雨木冰期（有人译成武木冰期，Würm，W）；雨木冰期之后为冰后期（postgalcial period）。后来的研究者在贡兹冰期之前有发现了两次冰期，分别称为拜伯冰期（Biber，B）（最早）和多瑙冰期（Donau，D），其中多瑙冰期比较肯定，但拜伯冰期有些争议。
3、冰川地质作用；（重点） （1）冰川的剥蚀（刨蚀）作用 冰川在流动过程中，以自身的动力及挟带的沙石对冰床岩石的破坏作用称为冰川的刨蚀作用。
其方式有挖掘作用和磨蚀作用两种，无论哪种方式，都是一种机械破坏过程。挖掘作用又称拔蚀作用，是指冰川在运动过程中，将冰床基岩破碎并拔起带走的作用。磨蚀作用又称锉蚀作用，是指冰川以冻结在其中的岩石碎屑为工具进行刮削、磨蚀冰床的过程。
（2）冰川的搬运作用
冰川主体、冰下、冰川末端均可搬运。多种搬运的结果使冰川不可能形成单一的搬运结构。
（3）冰川的沉积作用
产生于冰川的停顿、消融时期。搬运过程中的碎石不能叫冰碛物，只能叫岩屑，只有堆积下来后才能叫冰碛物。冰碛物形成后往往受到后期冰川作用的改造，越老的堆积物改造越显著，越新的原始结构保存越好。
4、名词解释。（重点） 1）、冰斗：冰川在雪线附近塑造的椭圆型基岩洼地。由峻峭的后壁、深凹的斗底、冰坎组成。
2）、角峰：当3个或3个以上不同方向的冰斗，在冰川的刨蚀作用下，冰斗的后壁不断后退，它们之间的距离不断缩小，最终围成一个尖锐、似金字塔形的山峰。
3）、刃脊：相邻的两个冰斗冰川或山谷冰川的后壁或侧壁发生节节后退，使两相邻冰斗或山谷之间的山脊变得越来越窄，形成两侧陡陵、顶部尖锐的山脊，又称鳍脊。
4）、冰槽谷（“U”形谷）：山谷冰川塑造的线型谷地。 A、纵剖面上：起伏较大，冰蚀湖盆，串珠状湖泊 B、横剖面上：呈―U‖型 C、平面上：较平直
D、谷壁：光滑，形成三角或冰溜面，其上发育擦痕或刻痕。
四、冻土地貌
1、名词解释。（重点） 1）、冰缘：狭义：冰川作用的外围地带，年均温度0 ℃左右，但地面上不结冰，永久冻土层发育。广义：凡是年均温度0 ℃左右，永久冻土层发育的气候条件，并不一定在冰川的外缘。
2）、冻土：气候寒冷但干燥，无冰川，形成地面冻结层。分为季节冻土（每年冬冻夏融）和永久冻土（多年不融）。
3）、冻融作用：每年气温的周期变化，使含水土层反复冻结和融化、裂开、扰动、变形、
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破坏和流动的过程。
4）、冻胀丘：粒度和水分含量的不均匀，形成局部隆起。 2、冰楔和构造土的形成及研究意义。
冰楔的形成条件：持续严寒，年均温-6 ℃~-9 ℃ ；裂隙发育，形成冰脉；逐年冻融，不断扩大规模。
研究意义：研究古冰缘环境的定性、定量标志。 构造土的形成条件形成条件：水分充足、含砾石、反复冻融。形成机理：垂直分选作用、水平分选作用。
第七章 风力地貌堆积物与黄土
一、黄土的分布、岩性：（了解）
1、世界分布：（1）北纬30-55°和南纬30-40°左右,中纬度干旱或半干旱的大陆性气候地区，即现代温带森林草原、草原及部分半荒漠地区。（2）冷黄土：古冰盖的外缘（欧洲中部、北美洲）。（3）热黄土：荒漠或半荒漠的边缘（乌克兰、高家索、中国的黄土高原）（4）世界占10%，我国占4.9%。 2、中国黄土分布：（1）概况：我国黄土主要分布在干旱区和半干旱区，位于北纬34～45°之间，呈东西向带状分布。西面和北面与沙漠相连，从西北向东南为戈壁、沙漠、黄土逐渐过渡。陕西北部、甘肃中部和东部、宁夏南部和山西西部，是黄土分布最集中的地区，面积广，厚度大（最厚达200m）。（2）特征：主要分布在昆仑山、祈连山、秦岭和大别山一线以北的干旱—半干旱地带，34?-45?之间；分布中心—黄河中游的泾河、洛河流域，包括陕西北部、甘肃东南部和宁夏南部；分布高差差别很大；不同时期黄土分布中心有所迁移；不同时期黄土分布面积和厚度亦不同。 3、黄土的岩性：（1）颜色：灰黄色、黄褐色、黄红色（2）粒度：分选性良好，大部分颗粒粒度局限在0.05～0.005 mm的范围内；粉砂含量可达46-60%，根据粘土含量的高低可分为黄土、黄土状岩石（3）矿物成分：碎屑矿物以轻矿物为主，石英、长石和少量的碳酸盐矿物和云母；粘粒中矿物主要有伊利石、蒙脱石等。常含钙质结核。（4）化学成分：SiO2、Al2O3、CaO、Fe2O3（5）结构：粒状结构为主，孔隙率高达40-50%，具有湿陷性；层理不明显，发育垂直节理。
二、黄土中的气候和环境标志（了解）
（1）古土壤：根据古土壤结构和类型来确定。（2）侵蚀面：表明气候潮湿、流水切割强烈。（3）化 石：不同化石反应不同气候。（4）其 他：磁化率、粒度、碳酸钙含量、有机碳含量和同位素、全氧化铁含量、10Be浓度、孢粉、孢粉和植物硅酸体、矿物成分、化学成分等。（详见第四章“黄土与古土壤记录”）
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三、黄土的成因（重点）
（1）争论焦点：物质来源、搬运方式、物理性质形成。（2）风成说：1）黄土分布在沙漠的边缘（如中国北部、中亚的黄土）和古大陆冰盖外围（欧洲，北美）；2）黄土矿物成分有高度一致性，但与所在区域下伏基岩没有多大联系；3）距沙漠越远，粒度成分有逐渐变细的趋势；4）黄土覆盖在起伏的古地面上，有随下伏地形起伏而变化的多层埋藏古土壤层；5）黄土中含陆生草原动、植物化石；6）黄土披盖在不同成因，形态起伏显著的古地貌上并保持相近似的厚度。（3）水成说：1）黄土分布的顶面只达到一定高度；2）黄土的底部有砾石；3）山前，坡麓，河谷，凹地，盆地都分布着厚层黄土；4）部分地区的黄土具有明显的层理；5）黄土中有侵蚀面。（4）总括：黄土分原生黄土和次生黄土：原生黄土－－风成；次生黄土－－水成。
四、黄土地层的划分（了解）
划分依据：黄土岩性、古土壤类型、特征和接触关系，并配合年代学方法。 （1）午城黄土
①地点：隰县午城柳树沟
②岩性：颜色较红且均匀，岩性较致密（故有石质黄土之称），含多层钙质结核。厚50米。 ③化石：产泥河湾动物群成分化石。
④时代：位于松山/高斯（M/G）分界面附近，古地磁年龄为2.4Ma，属于早更新世（Qp1） （2）离石黄土
①地点：山西离石县陈家崖
②岩性：分为上下两部分： 马 兰 黄 土（Qp3) ~~~~~~~~~~~~侵蚀面~~~~~~~~~~~~~~
离石黄土上部：色较浅,土质较疏松,含5-6层红色古土壤层,其间 距较大,古土壤结构较清晰。
离石黄土下部：色较红,含十几层褐色土型古土壤,古土壤较薄， 间距较小,顶部为3层密集古土壤叠置的古土壤系. ~~~~~~~~~~~~侵蚀面~~~~~~~~~~~~~ 午 城 黄 土(Qp1) ③化石：下部含肿骨大角鹿,上部含较多的方氏鼢鼠化石。 ④时代：中更新世（Qp2） （3）马兰黄土
①地点：原指北京斋堂马兰峪次生黄土
②岩性：灰黄-姜黄或黄褐色,粒度较粗,质地疏松.层理不明显,垂直节理发育. ③化石：较少。
④时代：晚更新世（Qp3） (4)全新世黄土 灰黄色粉砂质黄土,含有一层灰黑色古土壤层
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五、黄土环境变迁研究（了解）
1、中国黄土的土壤地层与第四纪气候旋回：近20年来，第四纪古气候学研究的最大成就之一是经典的四次冰期模式逐渐被多重冰期的概念所替代，这个化时代的成就的取得是与冰川作用外围区的古气候记录，尤其是深海氧同位素地层与大陆黄土－古土壤系列的深入研究密不可分的。
2、黄土、古土壤是气候冷暖旋回的反映。但利用黄土－古土壤系列重建第四纪古气候，一个重要的前提是黄土地层必须连续。每一个土壤地层单位代表了一个完整的冷暖期旋回，且黄土－古土壤系列所反映的气候冷暖旋回具有全球性意义。
3、黄土和古土壤中有机碳含量与土壤发育程度、磁化率一致；当气候温暖湿润时，植物生长繁茂。生物量就大，植物固定的13CO2就多，其有机碳δ13C值就偏重，反之亦然。 4、六次破译黄土高原的密码：（1）红色土地层的建立（2）古土壤层的发现 （3）古地磁研究的发现（4）冬季风和夏季风的标志（5）米兰柯维奇周期的启示（6）青藏高原让风吹干了亚洲大陆
5、更新世时期的古气候特点：在早中更新世时期,黄土高原地区曾存在远较现代湿润的气候“雨期”;中更新世晚期到晚更新世早期,气候温和半湿润。--湿润程度降低，干旱趋势渐渐明显。至更新世晚期，随着青藏高原高度不断增长，黄土高原气候向干冷和干旱化方向发展,黄土高原从一个天然动植物园向草原、荒漠化演变。
6、全新世气候变化与黄土高原变迁：距今10 000 a至8 300 a的早全新世,是3个阶段中最冷最干的时期。中全新世(约距今8 300～3 000 a)前后,是暖湿阶段,比当前温度高2. 5 ℃左右,降水量比现在多50%左右,黄土高原年降水量比现今约多100 mm。自公元前1 100 a至公元后1 400 a,我国气温属寒暖交替时期,气候趋势是变冷、变干。
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第八章 海洋和海陆交互地带地
貌和沉积物
1潮坪 指以潮汐作用为主要动力，坡度极缓（<1／1000），通常由细碎屑组成的海岸。面临广海的称为开敞潮坪，规模较大；发育在海湾、泻湖的为遮蔽潮坪，规模较小。
2三角洲 河流与海洋（湖泊）汇合处所形成的锥形碎屑物质沉积体。是河流流水与海洋波浪和潮汐共同作用的结果。 3滨海沉积相特征：
海岸带是波浪和水流强烈作用的地带；水动力变化决定了沉积物的分布和地貌特征，而沉积物的分布和地貌特征反过来又影响水动力条件。
海岸带生物组合受温度、盐度控制显著，在海岸带不同地区具有不同的组合类型。 滨海沉积相划分主要决定于水动力条件、沉积物性质、生物组合和地貌特征。
第九章 第四纪年代学
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